一种硅堆的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种硅堆的生产方法，采用两步法方形晶粒的切割的步骤，在硅晶片的厚度方向预切割，形成不完全切开的方形晶粒，硅晶片的切割深度为硅晶片总厚度的3/5～4/5，将在厚度方向预切割的硅晶片N面朝上放在晶粒裂解纸上，切割刀口方向朝上，轻压，使得不完全切开的方形晶粒完全裂解。再将晶粒放入吸盘摇粒，按照焊片大小与方形晶粒大小之间遵循的严格的尺寸比例关系，将焊片—晶粒—焊片……晶粒—焊片的顺序装填，在焊接舟表面均匀喷洒助焊剂，装焊接舟进行低温焊接。本发明专利技术焊接前无需提前对正晶粒，可实现焊接后晶粒自动拉正，简化了生产环节，降低了焊接温度，节约了能源，而且良品率高，气孔面积小，而且避免了焊接不密集牢固的问题。

A production method of silicon heap

The invention discloses a method for the production of a silicon heap, by cutting the two step square grain in the thickness direction of the silicon wafer to form an incomplete cut square grain. The cutting depth of the silicon wafer is 3/5 to 4/5 of the total thickness of the silicon wafer, and the silicon wafer, which is pre cut in the thickness direction, is placed in the grain crack facing up the grain. On the paper, the direction of the cutting edge is upwards and lightly pressed, so that the square grain with incomplete cutting is completely cracked. Then the crystal is placed into the sucker disc, and the solder grain grain welds are arranged according to the strict size ratio relationship between the size of the solder sheet and the square grain size. Grain welding sequence is loaded in sequence, spray welding flux is evenly sprayed on the welding boat surface, and welding boat is welded at low temperature. Before welding, there is no need to advance the positive grain before welding, which can automatically pull the grain after welding, simplify the production link, reduce the welding temperature, save the energy, and have high yield and small hole area, and avoid the problem of not dense and firm welding.

【技术实现步骤摘要】
一种硅堆的生产方法
本专利技术涉及二极管的生产工艺，特别是涉及一种硅堆的生产方法。
技术介绍
目前硅堆焊接，方形晶粒焊接前对正及焊接对正是个难题，当前一般方法是采用整片硅片焊接堆积后再切开的工艺，焊接夹具笨重复杂，并且由于整片硅片在之前扩散工艺造成的形变，大片焊片高温熔化后分布不均匀，导致切割过程破损率高，切开后的小单元还要二次装填以焊接引线，二次焊接造成晶粒二次损伤，焊接次数越多损伤越严重。如上工艺不仅过程复杂，设备庞杂，而且成本高，成品率低(80％左右)。常规的硅堆焊接，没有人对于焊片与晶粒之间的尺寸比例关系进行详细和认真的研究，因此一直没能对于晶粒焊接的对正问题作出贡献。而且行业内普遍采用硅堆焊接的温度为大于350℃的，在小于350℃的时，会出现焊接不良的情况，当温度达到350℃～380℃才能实现良好的焊接，但高温导致焊接出的硅堆焊接气孔大，气孔面积一般在8～20％，良品率低(小于90％)，而且浪费能源。例如：专利文献CN105499732A公开了一种不易击穿的整流二极管的焊接制作工艺，其工艺步骤为，选用含Ag≧1.45％的焊片、无氧铜引线和芯片作为整流二极管的焊接材料，焊接材料装在传输链上的模具后，在传输链的带动下输送至炉膛内，同时，以3000L/H-3200L/H的流量从炉膛底部朝炉膛内输送氮气，炉膛内沿传输方向分为升温区、降温区和常温区，所述的升温区和降温区均设置有若干个不同加热温度的加热点，升温区的加热点沿输送方向按照温度大小升序排列，降温区的加热点沿输送方向按照温度大小降序排列，所述升温区初始加热点的加热温度为296℃，末端加热点的加热温度为385℃，传输速率140mm/min-150mm/min,升温时间为7.2±0.5分钟，所述降温区初始加热点的加热温度为385℃，末端加热点的加热温度为296℃，传输速率为140mm/min-150mm/min,降温时间为9.7±0.5分钟，再经常温区的自然降温后，制得整流二极管。本专利的焊接温度最高在385℃，过高的焊接温度，容易导致焊接气孔比例过高＜20％，良品率低(小于90％)，而且浪费能源。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种硅堆的生产方法，在降低焊接温度的情况下，避免了整片硅片焊接后再行切割出现的破损率高及笨重复杂的设备和工艺过程，只需一次装填焊接，通过选择合适的焊片，巧妙的自动将晶粒通过焊接自动对正，适宜温度下，对正率可达100％，可靠性高，而且焊接气孔面积小，良品率高，大大降低了设备投入、人工成本、原料浪费以及工艺复杂性，节约了能源。本专利技术要解决的技术问题的技术方案是：一种硅堆的生产方法，包括如下步骤：步骤1：两步法方形晶粒的切割1.1、在硅晶片的厚度方向预切割，形成不完全切开的方形晶粒，硅晶片的切割深度为硅晶片总厚度的3/5～4/5。1.2、将在厚度方向预切割的硅晶片N面朝上放在晶粒裂解纸上，切割刀口方向朝上，轻压，使得不完全切开的方形晶粒完全裂解。步骤2：晶粒放入吸盘摇粒2.1、将透明防反罩放置于晶粒裂解纸下方，吸盘开口一侧扣在晶粒裂解纸的晶粒上，然后将透明防反罩、晶粒裂解纸、方形晶粒、吸盘整体水平方向反转，防反罩和晶粒吸盘适当用力夹紧，防止在反转时晶粒相对移动，使得方形晶粒整体移入吸盘内；吸盘在下，吸盘之上依次为方形晶粒、晶粒裂解纸和透明防反罩。2.2、拿起透明防反罩，移除透明防反罩和晶粒裂解纸，再在方形晶粒上方重新扣上透明防反罩，透明防反罩与晶粒吸盘之间的间距小于晶粒边长，防止晃盘时翻转。2.3、晃动吸盘，吸盘开始吸附方形晶粒，确保吸盘的每一吸孔都吸附方形晶粒，并且吸盘的吸孔内方形晶粒方向一致无反转。2.4、打开真空开关，把吸盘孔的方形晶粒吸住，多余少量方形晶粒倒出它用。步骤3：装填3.1、将下引线装入下焊接舟3.2、将焊片放入焊片吸盘，并移入焊接舟，焊片落在引线之上；晶粒放入焊接舟，落在焊片之上，重复焊片—晶粒—焊片……晶粒—焊片的顺序装填，在焊接舟表面均匀喷洒助焊剂，合上载有上引线的上焊接舟。其中方形晶粒可以任意角度放入，无需刻意调整晶粒放入的角度，焊片放入时也无需刻意调整位置；装填过程注意随时调整下引线托盘的控制螺丝的高度，随着晶粒装填，逐渐降低下引线托盘的深度，防止深度过深晶粒装填时在焊接舟孔中翻转。3.3、焊片大小与方形晶粒大小之间遵循严格的尺寸比例关系，焊片过大，方形晶粒无法拉正，焊片过小，方形晶粒间接触不良，47、55、90、134mil尺寸的方形晶粒分别对应的焊片尺寸为是：Φ1.30mm、厚度0.05mm；Φ1.70mm、厚度0.05mm；Φ2.80mm、厚度0.05mm；Φ3.56mm，厚度0.10mm。步骤4：焊接装填好的焊接舟，放入焊接炉进行焊接，焊接温度和时间为：在常温下，以16.5±0.5℃/min的升温斜率加热焊接温度至310～320℃，焊接温度维持时间：5～10min；再以7.0±0.5℃/min的降温斜率降温至70±5℃，最后自然降至室温。优选的，所述透明防反罩与晶粒吸盘之间空隙为0.4mm～1mm，防止晃盘时翻转。优选的，所述步骤3中焊片的组份为：铅：92.5％，锡：5％，银：2.5％。优选的，所述步骤3.4中，焊接温度维持时间为7分钟。优选的，所述步骤3.4中，焊接温度为315℃。优选的，所述步骤3.4中，晶粒在焊接炉加热焊接过程中通以氮气或氢气保护。优选的，所述焊接炉两端设有上下对应氮气风帘，氮气流量都是1.2立方米/h，加热区氮气流量是4立方米/h。优选的，所述焊接炉11m长，加热区长度3.4m，缓冲区长度1m，其余是降温区。本专利技术的优异效果：1、本专利技术利用晶粒和焊片在高温下不同的热膨胀系数及形变，焊接前无需提前对正晶粒，按照焊片—晶粒—焊片……晶粒—焊片的顺序装填，可实现焊接后晶粒自动拉正，可至少一次性同时拉正10片串联晶粒。2、流程短，设备少(投资少)，人工、原材料成本低，良率高，减少一次高温焊接，产品可靠性好。3、行业内如果温度低于350℃，会出现焊接不良，温度要高达350℃～380℃才能实现焊接，但高温导致焊接出的硅堆焊接气孔大，气孔面积一般在8～20％，良品率低(小于90％)，而且浪费能源。本专利技术实现了在310℃～320℃的较低温度下，气孔面积大大减小(气孔面积小于10％)，良品率95～100％，有效避免焊接不密集牢固的问题，而且节约了能源。附图说明此处所说明的附图用以提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是焊接后晶粒自动拉正的硅堆侧视图；图2是焊接自动拉正前晶粒叠放立体图；图3是焊接自动拉正后晶粒叠放立体图；图4是加热区横向截面氮气走向示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的
技术实现思路
，本领域的技术人员可由本说明书揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点和功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节,亦可基于不同的观点和应用，在不违背本专利技术的精神下进行各种修饰和变更。本专利技术公开了一种硅堆的生产方法，包括如下的创新性的步骤：一种硅堆的生产方法，包括如下步骤：步骤1：两步法方形晶粒的切割1.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅堆的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：两步法方形晶粒的切割1.1、在硅晶片的厚度方向预切割，形成不完全切开的方形晶粒，硅晶片的切割深度为硅晶片总厚度的3/5～4/5；1.2、将在厚度方向预切割的硅晶片N面朝上放在晶粒裂解纸上，切割刀口方向朝上，轻压，使得不完全切开的方形晶粒完全裂解；步骤2：晶粒放入吸盘摇粒2.1、将透明防反罩放置于晶粒裂解纸下方，吸盘开口一侧扣在晶粒裂解纸的晶粒上，然后将透明防反罩、晶粒裂解纸、方形晶粒、吸盘整体水平方向反转，防反罩和晶粒吸盘适当用力夹紧，防止在反转时晶粒相对移动，使得方形晶粒整体移入吸盘内；吸盘在下，吸盘之上依次为方形晶粒、晶粒裂解纸和透明防反罩；2.2、拿起透明防反罩，移除透明防反罩和晶粒裂解纸，再在方形晶粒上方重新扣上透明防反罩，透明防反罩与晶粒吸盘之间的间距小于晶粒边长，防止晃盘时翻转；2.3、晃动吸盘，吸盘开始吸附方形晶粒，确保吸盘的每一吸孔都吸附方形晶粒，并且吸盘的吸孔内方形晶粒方向一致无反转；2.4、打开真空开关，把吸盘孔的方形晶粒吸住，多余少量方形晶粒倒出它用；步骤3：装填3.1、将下引线装入下焊接舟；3.2、将焊片放入焊片吸盘，并移入焊接舟，焊片落在引线之上；晶粒放入焊接舟，落在焊片之上，重复焊片—晶粒—焊片……晶粒—焊片的顺序装填，在焊接舟表面均匀喷洒助焊剂，合上载有上引线的上焊接舟；其中方形晶粒可以任意角度放入，无需刻意调整晶粒放入的角度，焊片放入时也无需刻意调整位置；装填过程注意随时调整下引线托盘的控制螺丝的高度，随着晶粒装填，逐渐降低下引线托盘的深度，防止深度过深晶粒装填时在焊接舟孔中翻转；3.3、焊片大小与方形晶粒大小之间遵循严格的尺寸比例关系，焊片过大，方形晶粒无法拉正，焊片过小，方形晶粒间接触不良，47、55、90、134mil尺寸的方形晶粒分别对应的焊片尺寸为是：Φ1.30mm、厚度0.05mm；Φ1.70mm、厚度0.05mm；Φ2.80mm、厚度0.05mm；Φ3.56mm，厚度0.10mm；步骤4：焊接装填好的焊接舟，放入焊接炉进行焊接，焊接温度和时间为：在常温下，以16.5±0.5℃/min的升温斜率加热焊接温度至310～320℃，焊接温度维持时间：5～10min；再以7.0±0.5℃/min的降温斜率降温至70±5℃，最后自然降至室温。...

【技术特征摘要】
1.一种硅堆的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：两步法方形晶粒的切割1.1、在硅晶片的厚度方向预切割，形成不完全切开的方形晶粒，硅晶片的切割深度为硅晶片总厚度的3/5～4/5；1.2、将在厚度方向预切割的硅晶片N面朝上放在晶粒裂解纸上，切割刀口方向朝上，轻压，使得不完全切开的方形晶粒完全裂解；步骤2：晶粒放入吸盘摇粒2.1、将透明防反罩放置于晶粒裂解纸下方，吸盘开口一侧扣在晶粒裂解纸的晶粒上，然后将透明防反罩、晶粒裂解纸、方形晶粒、吸盘整体水平方向反转，防反罩和晶粒吸盘适当用力夹紧，防止在反转时晶粒相对移动，使得方形晶粒整体移入吸盘内；吸盘在下，吸盘之上依次为方形晶粒、晶粒裂解纸和透明防反罩；2.2、拿起透明防反罩，移除透明防反罩和晶粒裂解纸，再在方形晶粒上方重新扣上透明防反罩，透明防反罩与晶粒吸盘之间的间距小于晶粒边长，防止晃盘时翻转；2.3、晃动吸盘，吸盘开始吸附方形晶粒，确保吸盘的每一吸孔都吸附方形晶粒，并且吸盘的吸孔内方形晶粒方向一致无反转；2.4、打开真空开关，把吸盘孔的方形晶粒吸住，多余少量方形晶粒倒出它用；步骤3：装填3.1、将下引线装入下焊接舟；3.2、将焊片放入焊片吸盘，并移入焊接舟，焊片落在引线之上；晶粒放入焊接舟，落在焊片之上，重复焊片—晶粒—焊片……晶粒—焊片的顺序装填，在焊接舟表面均匀喷洒助焊剂，合上载有上引线的上焊接舟；其中方形晶粒可以任意角度放入，无需刻意调整晶粒放入的角度，焊片放入时也无需刻意调整位置；装填过程注意随时调整下引线托盘的控制螺丝的高度，随着晶粒装填，逐渐降低下引线托盘的深度，防止深度过深晶粒装填时在焊接舟孔中翻转；3.3、焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云燕，李广德，李书涛，孙美玲，王硕，付圣贵，尹广超，魏功祥，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37